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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-28
(45)【発行日】2023-05-11
(54)【発明の名称】予めプレスされた板を含む建築要素の製造方法
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20230501BHJP
E04B 1/10 20060101ALI20230501BHJP
F16B 5/02 20060101ALI20230501BHJP
【ＦＩ】
E04B1/58 509J
E04B1/10 Z
F16B5/02 V
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020528511
(86)(22)【出願日】2018-08-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-10-15
(86)【国際出願番号】 EP2018071166
(87)【国際公開番号】W WO2019025605
(87)【国際公開日】2019-02-07
【審査請求日】2021-08-03
(31)【優先権主張番号】1757473
(32)【優先日】2017-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】520038541
【氏名又は名称】レコ ラブス エス．エー．
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ブショウー，ジャンヌ
(72)【発明者】
【氏名】コルディア，フランソワ－ザビエル
(72)【発明者】
【氏名】ディファー，ゲール
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－０８２７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】仏国実用新案証公開第０２７３７７４５（ＦＲ，Ａ３）
【文献】特開昭６０－１２７１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２９８３７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２９１１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０１２８９１４７（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１３３１７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０７６７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３０７６０５８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００５－３２５６３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第９６／０２６３３４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００１－１１５５５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｂ １／５８
Ｅ０４Ｂ １／１０
Ｅ０４Ｃ ２／１２，２／３２，２／４２
Ｂ２７Ｍ ３／００
Ｆ１６Ｂ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つの木製構造板（１０１、１１１）のうちの第１の木製構造板（１０１）の面（１０１Ａ）および少なくとも２つの木製構造板（１０１、１１１）のうちの第２の木製構造板（１１１）の面（１１１Ｂ）が接触界面（Ｉ１０１－１１１）で重畳されるように配置された、少なくとも２つの木製構造板（１０１、１１１）であって、重畳面には、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）において、溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）のセットが少なくとも部分的に設けられており、前記溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）が、少なくとも略相補的な形状を有し、少なくとも１つの軸（Ｂ１）に沿って、前記第１の木製構造板（１０１）および前記第２の木製構造板（１１１）の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置されている、少なくとも２つの木製構造板（１０１、１１１）と、前記少なくとも２つの木製構造板（１０１、１１１）を、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）で互いに対して保持するように配置された少なくとも１つの保持システム（３０）と、
を備え、
前記重畳面の前記溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）は互いに対して予めプレスされており、前記保持システム（３０）は、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）で前記木製構造板（１０１、１１１）のうちの少なくとも２つを少なくとも部分的に貫通する少なくとも１つの金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）を備える建築要素（１０）を製造する方法であって、
機械加工面の前記溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）が前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）で互いに接触するように、前記木製構造板（１０１、１１１）を重畳するステップと、
前記木製構造板（１０１、１１１）を少なくとも３０ｋＰａの圧力で互いに押し付けるステップと、
前記木製構造板（１０１、１１１）のうちの少なくとも２つを前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）で少なくとも部分的に貫通する少なくとも１つの金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）を備える保持システム（３０）によって、前記木製構造板（１０１、１１１）を一体に保持するステップと、
を含む、製造方法。
【請求項2】
前記溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）は、少なくとも２つの非平行軸（Ｂ１、Ｂ２）に沿った、前記第１の木製構造板（１０１）および前記第２の木製構造板（１１１）の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項3】
前記溝付きパターンは、互いに平行な第１の一連の溝（Ｒ１０１Ａ’、Ｒ１１１Ｂ’）と、互いに平行であるが、前記第１の一連の溝には平行でない第２の一連の溝（Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’’）とを備える、請求項２に記載の製造方法。
【請求項4】
溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ’、Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’、Ｒ１１１Ｂ’’）の少なくともいくつかは、複数のとげ（Ｐ）のマトリックスの形態であり、とげの形状は、四辺形の底部を有する略ピラミッドの形状である、請求項３に記載の製造方法。
【請求項5】
前記金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）は、両端に、頭部（３２）とスパイク（３３）とが設けられたねじ付きロッド（３１）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項6】
前記金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）は、略円筒または略円柱の形状を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項7】
前記金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）は、交互に配置され、異なる直径を有する少なくとも２つのねじ山（３４’、３４’’）を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項8】
前記保持システム（３０）は、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）の全体にわたって分配され、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１）で、前記木製構造板（１０１、１１１）のうちの少なくとも２つを少なくとも部分的に通過する４つの金属製ねじ付きロッド部材（３０．１、３０．２、３０．３、３０．４）を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項9】
前記金属製ねじ付きロッド部材（３０．１）のうちの少なくとも１つを、前記接触界面の縁部から隔てる距離（Ｄ１０－３０）が、１．５から４センチメートルである、請求項８に記載の製造方法。
【請求項10】
前記第１の木製構造板（１０１）、前記第２の木製構造板（１１１）および第３の木製構造板（１２１）を含む少なくとも３つの木製構造板（１０１、１１１、１２１）を備え、少なくとも３つの木製構造板の面の少なくともいくつか（１０１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ａ、１２１Ｂ）は、各接触界面（Ｉ１０１－１１１、Ｉ１１１－１２１）で、対で重畳されており、前記保持システム（３０）は、前記第１の木製構造板および前記第２の木製構造板（１０１、１１１）の第１の部分を少なくとも部分的に貫通する複数の金属製ねじ付きロッド部材の第１のセット（３０．１、３０．２、３０．３、３０．４）と、前記第２の木製構造板および前記第３の木製構造板（１１１、１２１）の第２の部分を少なくとも部分的に貫通する複数の金属製ねじ付きロッド部材の第２のセット（３０．５、３０．６、３０．７、３０．８）とを備え、前記第１の部分および前記第２の部分が、少なくとも１つの共通の木製構造板（１１１）を有し、前記金属製ねじ付きロッド部材（３０．１、．．．、３０．８）は、前記接触界面（Ｉ１０１－１１１、Ｉ１１１－１２１）の平面で互いに対してオフセットされている、請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項11】
前記金属製ねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つの長さ（Ｌ３０）は、一体に保持されることが意図された前記第１の部分および前記第２の部分の全体の厚さ（Ｅ１０１＋Ｅ１１１）に略等しい、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項12】
前記金属製ねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つ（３０．１）は、前記溝付きパターンの窪み（Ｃ１２３４）に配置される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項13】
前記金属製ねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つの直径（Ｄ３０）は、４つ以下の溝付きパターン（ＲＬ１４、ＲＬ２３、ＲＴ１２、ＲＴ３４）を覆うように構成される、請求項１０または請求項１１に記載の製造方法。
【請求項14】
前記重畳面の前記溝付きパターン（Ｒ１０１Ａ、Ｒ１１１Ｂ）は、少なくとも７５ｋＰａの圧力で互いに予めプレスされる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項15】
前記木製構造板（１０１、１１１）の互いに対する加圧が、少なくとも７５ｋＰａの圧力で実施される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、住居または小さな共同入居ビルなどの木材から作製された要素を建築することを目的とした建築システムの分野に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、木材建築要素から建築システムを設計および製造するためのさまざまな技術が知られている。
【0003】
「建築要素」とは、耐負荷性であろうとなかろうと、非限定的に、例えば、パネル、パーティション、支柱、梁、窓など、建築システムに装備できる任意のタイプの要素を意味する。
【0004】
既知の技術の１つによれば、建築要素は、一方が他方の上に配置された一組の層（または積層）によって形成され得る。
【0005】
第１の構成では、各層は、木製構造板、または互いに平行な複数の木製構造板を備え、連続する層は互いに当接する。
【0006】
ＣＬＴ（直交集成板）と呼ばれる第２の構成では、各層に構造木材板が順次配置され、互いに平行である。加えて、１つの層の板が隣接する層の板に直交するように、層は互いに対して配置される。
【0007】
これらの構成のそれぞれにおいて、第１の層の構造板は、第１の層に隣接する第２の層の構造板と並置され、互いに対して保持される。この構成では、第１の層の板の面と第２の層の板の面は、したがって、接触界面を形成する平面で接触している。
【0008】
接触界面の平面における構造板の係止を改良するために、例えば溝付きパターンなどのパターンの組を構造板の面上にそのように接触するように配置することもまた知られている。これらのパターンは、接触する板の面の各パターンが協働して、それらの接触界面の平面内でのこれらの板の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置され得る。溝付きパターンが少なくとも実質的に相補的な形状を有する場合に、この係止はなおさら優れている。
【0009】
この後者の構成では、１つまたは複数の保持システムによって、板の平面（板間の接触界面の平面でもある）に直交する軸に沿って、互いに隣接する層の構造板を保持することが重要である。
【0010】
このシステムの主な試みの１つは、構造板を相互に最適に保持するだけでなく、アセンブリ上に局所的に圧縮力を加えることにより、板によって伝達される力を良好に伝達し、かつ良好に吸収できるようにすることである。
【0011】
これに関連して、板の平面に直交する軸に沿って加えられる力は「局所圧縮」力、および板の平面（板間の接触界面の平面でもある）に加えられる力は「せん断」力と表記される。
【0012】
１つの板から別の板への力の吸収または伝達により、アセンブリの高い機械的強度を保証し、板を互いから分離する溝付きパターンの自然な動きに対抗することができる。したがって、保持システムがそのような力の伝達を可能にすることが望ましい。
【0013】
さらに、溝付きパターンは相補的であるが、実際にはこれらは完全に一体に嵌合することはないため、したがって通常は接触界面で板間にスペースが残り、これは、溝付きパターン表面の摩擦による力の吸収に関しては好ましくない。
【0014】
最初の既知の保持システムは、接触界面で接着剤の層から構成される。しかしながら、接着剤にはいくつかの欠点がある。第１に、その生態学的影響は特に有害であるため、したがって使用する接着剤の量を制限する必要がある。第２に、接着剤は、特に長時間のプレスおよび乾燥時間が必要なため、大量生産には適さない。第３に、接着剤は耐震性の観点から不利な可能性があり、それは接着されたアセンブリには可塑性がないため、したがって過度の応力が発生した場合には突然破断するからである。
【0015】
別法として、接着剤を用いない保持システムも既知である。接着剤を用いないシステムの第１の種類は、ピン、リング、またはクランプタイプの部材と、スパイクまたはステープルタイプの部材とを備える。それにもかかわらず、溝付きパターンの自然な摺動が原因で、保持システムと板の木材との間で誘発される牽引力に対抗するために、これらの部材の幾何形状は引き離しに対して高い抵抗を提供しない。
【0016】
接着剤を用いないシステムの第２の種類には、ねじ山、特にボルトおよびねじが付いたロッドタイプの部材が含まれる。しかしながら、ボルトは、事前の穿孔ステップおよびナット用のスペースが必要なため、工業生産には適さない。加えて、それらはそれらの本体の周りの間隙を含み、ナットの位置を除いて張力の吸収を許容しない。
【0017】
特に、既知の保持システムは、上下に配置された２つの構造板の間で力の適切な伝達を可能にする溝付きパターンを全く考慮していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
したがって、本発明の目的は、重ねられた木製構造板で構成され、溝付きパターンが設けられた建築要素において、板間の力の伝達を改良し、したがってそのように構成された建築要素の機械的強度を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
この目的のために、本発明の主題は、第１の板の面および第２の板の面が接触界面で重畳されるように配置された少なくとも２つの木製構造板を備える建築要素であって、接触界面において重畳面には溝付きパターンのセットが少なくとも部分的に設けられ、パターンは少なくとも略相補的な形状を有し、少なくとも１つの軸に沿って第１の板および第２の板の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置され、少なくとも１つの保持システムは、接触界面で少なくとも２つの板を互いに対して保持するように配置される。本発明によれば、重畳面の溝付きパターンは、互いに対して予めプレスされ、保持システムは、接触界面で少なくとも２つの木製構造板を少なくとも部分的に貫通する金属製ねじ付きロッドを備えた少なくとも１つの部材を備える。
【0020】
建築要素の構成により、溝付きパターンは、保持システムによって一体に保持される前に、互いに押し付けられる。この事前の当接は、溝付きパターンを互いにより正確に嵌合させることを可能にし、力の伝達およびアセンブリの機械的強度を改良する。加えて、板に事前に加えられた圧力が特定の閾値を超えると、溝付きパターンがわずかに変形する可能性があり、これは、溝付きパターンを接触および協働させ、ならびにこれを行うときに力を伝達する。さらに、この事前の接触により、板を一体に保持する前に、板を互いに対してより正確に位置決めすることができ、それにより板および溝付きパターンの相互の協働をさらに改良する。
【0021】
加えて、本発明は、とりわけ金属製ねじ付きロッド部材によって、特に木製構造板内の貫通速度に関する利点、および、木材内の引き離しに対する高耐性という利点を得ることができる。したがって、保持がより簡単になることを保証し、信頼性が高まり、木材が割れるリスクを最小限に抑えることができる。
【0022】
さらに、本発明は、接触界面での接着剤の使用を回避することにより、溝付きパターンから利益を得ることができる。したがって、このように形成された建築要素は、接着剤の使用を回避し、または最小限の接着剤の使用で済む。その結果、接着剤に関連する前述の問題はすべて克服され得る。
【0023】
加えて、溝付きパターンによるアセンブリを採用することにより、本発明は、広葉樹からの木材を使用して有利な構造板を形成する。これは、木材が一般に２つの種類、ヤニ成分の多い木材と広葉樹からの木材とに分類されるからである。ヤニ成分の多い木材は、広葉樹の木材よりも低コストで、建設現場での乾燥が容易なので、一般に好都合である。広葉樹の木材は、より高い密度を有する。溝付きパターンの品質および機械加工性は、木材繊維の密度および局所的な機械的強度に直接関係しているため、元の木材の外観や品質がどのようなものであっても、広葉樹の木材を使用することによってこれが容易になる。
【0024】
好ましくは、溝付きパターンは、少なくとも２つの非平行軸に沿った、第１の板および第２の板の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置される。したがって、接触界面の平面全体で係止が保証される。
【0025】
好ましくは、溝付きパターンは、互いに平行な第１の一連の溝と、互いに平行であるが、第１の一連の溝には平行でない第２の一連の溝とを備える。その場合、溝付きパターンはスパイクの形態である（特に生産条件に応じて、その端部は鋭い可能性があり、またはそうでない可能性がある）。
【0026】
好ましくは、溝付きパターンの少なくともいくつかは、略四辺形の底部を有するピラミッドの形状である、とげのマトリックスの形態である。このパターンの形状は、機械加工がより簡単であることがわかる。
【0027】
特定の実施形態では、部材は、ロッドの両端に頭部およびスパイクが設けられたねじ付きロッドを備える。
【0028】
この頭部はねじの本体の直径よりも大きいが、その寸法は、できるだけ少ない溝付きパターンを破壊するための小さな寸法と、挿入時に十分な結合を可能にする標準的な圧痕を生成するのに十分な寸法との間の兼ね合いによって生じる。これは、ねじが挿入されると、圧痕は、材料を貫通できるようにする特定のトルク（または力）を受けるからである。この圧痕の形態は、頭部の直径に関連するＴＯＲＸ規格であり、必要なトルクに対応するように選択されるが、ねじが挿入された場合に工具が抜け出すリスクを減らすためにも選択される。スパイクにより、予穿孔効果（「セルフタッピング」ねじ）が可能になり、挿入時に木材が裂けるリスクを軽減する。
【0029】
好ましくは、部材は略円筒または略円柱の形状を有する。
【0030】
好ましい実施形態では、部材のロッドは、異なる直径を有する少なくとも２つの交互配置されたねじ山を備える。ねじ山の一般的な特性は、そのピッチおよび直径である。ねじ山のピッチが大きいほど、木材への貫通速度が速くなる。ねじ山の直径が大きいほど、ねじ山はせん断時に木材に、より一層局所的に機能する。その結果、異なる直径の２つのねじ山を設けることにより、木材の局所的な作用は２つの異なるせん断面でもたらされ、それは、アセンブリの機械的強度を高め、２つのねじ山の存在に関連する、ねじのピッチサイズによって、ねじが貫通する時間を短縮する効果を有する。
【0031】
好ましくは、最も幅の広いねじ山の直径とロッドの直径との比は、１．５から１．７の間である。この比は、広葉樹の木材から作製された板の使用に特に適していると確認されている。
【0032】
好ましくは、保持システムは、接触面の全体にわたって分配され、接触界面で複数の木製構造板のうちの少なくとも２つの木製構造板を少なくとも部分的に貫通する金属製ねじ付きロッドを含む４つの部材を備え、これにより接触界面の可能な限り大きい表面を最小限の部材でカバーすることが可能になる（溝付きパターンを貫通する部材の数が多いほど、接触界面の平面に係止を提供するために残る溝付きパターンはより少なくなる）。
【0033】
一実施形態では、複数のねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つの、接触界面の縁部からの距離は、１．５から４センチメートルである。したがって、問題の保持システムは、接触界面の周辺部分上、つまり、アセンブリがモーメントを受けるときに力が最大になる地点に取り付けられ、その結果、表面全体を強固に取り付ける。
【0034】
建築要素が、少なくとも３つの木製構造板を備えている場合、その面の少なくともいくつかが各接触界面に対で重畳されており、好適には、保持システムが、板の第１の部分を少なくとも部分的に貫通する金属製ねじ付きロッド部材の第１のセットと、板の第２の部分を少なくとも部分的に貫通する金属製ねじ付きロッド部材の第２のセットとを備え、第１の板部分および第２の板部分は、少なくとも１つの板を共通に有し、部材は、板の接触界面の平面で互いに対してオフセットされている。この構成により、部材の直径を大きくし、アセンブリの精度を下げることを要求する、単一の部材がすべての板の厚さを貫通しなければならないことを回避することができる。部材は２つの厚さを貫通するため、部材間の衝突を回避することが必要である。さらに、対称性の理由から、第２部材の位置は、保持システムの中心に対して９０°回転した後の第１部材の位置と同一である。この構成により、部材の寸法によって、２枚以上の板の部材のセットを重ねることにより、建築要素の厚さ全体を貫通することが可能になる。
【0035】
加えて、複数の金属製ねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つの長さが、一体に保持することを意図された板部分の全体の厚さにほぼ等しい。その結果、ロッドおよびねじ山が板の厚さ全体にわたって板を貫通し、これにより、作用する材料の割合が増加し、木材内のロッドの引き離しに対する抵抗が向上するため、したがって溝付きパターンのプレストレスの維持が向上する。
【0036】
好ましくは、複数の金属製ねじ付きロッド部材のうちの少なくとも１つは、溝付きパターンの窪み（すなわち、各パターンを囲み、パターンを一体に結合する底端部）に配置され、それにより部材の貫通を促進する。
【0037】
好ましくは、重畳面の溝付きパターンは、少なくとも７５ｋＰａの圧力で互いに予めプレスされる。
【0038】
本発明はさらに、構造板に対する保持システムの配置（構成）を改良することを提案する。これに関連して、複数の部材のうちの少なくとも１つの部材の直径は、４つ以下の溝付きパターンを覆うように構成される。したがって、システムは、できる限り少ない溝付きパターンを損傷する。
【0039】
本発明はまた、上記記載の建築要素を製造する方法に関し、
－機械加工面の溝付きパターンが接触界面で互いに接触するように、構造板を重畳するステップと、
－構造板を少なくとも３０ｋＰａの圧力で互いに押し付けるステップと、
－接触界面で複数の木製構造板のうちの少なくとも２つを少なくとも部分的に貫通する少なくとも１つの金属製ねじ付きロッド部材を備える保持システムによって、構造板を一体に保持するステップと
を含む。
－機械加工面の溝付きパターンが接触界面で互いに接触するように、構造板を重畳するステップと、
－構造板を少なくとも３０ｋＰａの圧力で互いに押し付けるステップと、
－接触界面で複数の木製構造板のうちの少なくとも２つを少なくとも部分的に貫通する少なくとも１つの金属製ねじ付きロッド部材を備える保持システムによって、構造板を一体に保持するステップと
を含む。
【0040】
好ましくは、構造板を圧力下で互いに対して押しつけることは、少なくとも７５ｋＰａの圧力で実施される。
【0041】
この製造方法では、好ましくは、その重畳前に、重畳されることを意図された構造板の面は、溝付きパターンが設けられるように機械加工される。
【0042】
本発明はまた、少なくとも２つの建築要素を含む建築システムに関し、そのうちの少なくとも１つは上述のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【0043】
本発明の他の特徴および利点は、例として、かつ添付の図面を参照して与えられる本発明の実施形態の以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。
【0044】
【図1】本発明による建築システムの実施例の斜視図である。
【図3】本発明の第１の実施形態による、建築要素の２つの構造板の斜視図である。
【図4】本発明の第１の実施形態による、建築要素の２つの構造板の斜視図である。
【図5】本発明の第２の実施形態による、建築要素の２つの構造板の斜視図である。
【図6】本発明の第２の実施形態による、建築要素の２つの構造板の斜視図である。
【図7】本発明の第３の実施形態による、建築要素の３つの構造板の断面図である。
【図8】本発明の第３の実施形態による、建築要素の３つの構造板の断面図である。
【図9】２つの板間の接触界面の平面図である。
【図11A-11B】本発明の一実施形態による、保持システムの部材の側面図である。
【図12】本発明の実施形態による、建築要素の詳細な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0045】
図１を参照すると、本発明による建築システム１は、木材住居の形態であり得るが、しかし他の任意の形態の建造物を想定することができる。この住居は、特に床、壁、屋根勾配を備える。それらは、例えば木材から形成され得る。窓を配置するために、これらの複数の要素、例えば壁の１つに開口部が形成され得る。
【0046】
この例では、第１の壁は、建築要素１０を含む建築要素のセットを備える。第２の壁自体は、要素２０を含む建築要素のセットを備える。建築要素へのこの分割は、標準的輸送手段、建設中の吊搬手段、およびこれらの要素を製造するための工業用工具のサイズ決定の制限に関連する。
【0047】
建築要素１０は、図２により詳細に示されている。図２の第１の建築要素１０は、８層の重畳層のセットを備え、そのうちの最初の４つは、層１００、１１０、１２０、および１３０である。層の構成は、「交差板」と言われている。異なる数の層、例えば３つより多く、好ましくは５から１５の間、好ましくは７から１２の間の層が提供され得る。最適な層の数の決定は、建築要素１０の熱性能、その強度（より良い、より多くの層が存在する）、その全体の厚さ（通常、特定の限度を超えてはならない）、そのコストおよびその用途（内壁または外壁、床または屋根など）の兼ね合いである。
【0048】
層１００、１１０、１２０および１３０のそれぞれは、木製構造板を備える。第１の層１００は、軸（Ｏｘ）に沿って平行に配向された４つの板１０１、１０３、１０５および１０７を備える。第２の層１１０は、軸（Ｏｙ）に沿って平行に配向された４つの板１１１、１１３、１１５および１１７を備える。第３の層１２０は、軸（Ｏｘ）に沿って平行に配向された４つの板を備える。第４の層１３０は、軸（Ｏｙ）に沿って平行に配向された４つの板を備える。この「交差板」構成では、層１００、１１０、１２０および１３０は、軸（Ｏｘ）に沿った平行板と軸（Ｏｙ）に沿った平行板とが交互になった構造を成している。２つの隣接する層の構造板は互いに直交し、建築要素１０全体を覆う格子を共に形成する。
【0049】
同じ層の板は、同じ方向に配向され得、建築要素１０の全体を略均一に覆うように互いに離隔して配置される。これらの板は、１つの層の板が隣接する層の板に直交するように配向されるが、これらの板間に異なる角度を提供することもまた可能である。さらに、各層の構造板の数は、一方で木材の経済性と、他方で建築要素の強度およびサイズとの間の兼ね合いに起因する。
【0050】
機能板（図示せず）が、同じ層の２つの構造板の間に挿入され得る。この機能板は、構造板の機能とは異なる特定の機能を果たすことを意図されており、言い換えると、建築要素を支える役目を果たすのではなく、無垢材から形成されていない（ただし、木毛など特定のタイプの断熱材から形成されている場合があるが、耐負荷性があると認識されていない）。その構成材料の選択は、それに付与することが望まれる機能に依存する。この機能は、断熱および／または遮音、熱慣性、耐火性、または適切と考えられる任意の機能に関連することができる。加えて、木材の経済性には、構造板内の材料の欠乏を機能性板で補い、関連する能力をさらに向上させることが必要である。
【0051】
図３により詳細に見られるように、構造板１０１は特に２つの面１０１Ａおよび１０１Ｂを有する。構造板１１１もやはり、特に２つの面を有し、そのうちの１つは１１１Ｂで示される。層１００および１１０が上下に配置されると、構造板１０１（白で示される）および１１１（溝付き）は、それぞれの面１０１Ａおよび１１１Ｂで接触し、平面（Ｏｘｙ）に位置する接触界面Ｉ１０１－１１１を形成する。
【0052】
【0053】
図３では、構造板１０１は、底面１０１Ａ（見えない）および頂面１０１Ｂを有する。同様に、構造板１１１は、底面１１１Ａ（見えない）および頂面１１１Ｂを有する。層１００および１１０が重ねられると、構造板１０１および１１１は、平面（Ｏｘｙ）に位置する接触界面Ｉ１０１－１１１で接触する。
【0054】
図４に見られるように、板１１１の底面１１１Ｂには、その長手方向全体にわたって、すなわち軸（Ｏｙ）に沿って溝付きパターンＲ１１１Ｂのセットが設けられている。板１０１の頂面１０１Ａにも、その長手方向の範囲の一部だけにわたって、軸（Ｏｙ）に沿って、溝付きパターンＲ１０１Ａのセットが設けられている。面１０１Ａおよび１１１Ｂ上で、溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂは相補的であり、互いに平行な一連の直線状溝を形成する。これらのパターンは、接触界面Ｉ１０１－１１１を覆うように板の面上に配置される。それらの形状と寸法は略同一であり、その結果、これらの溝付きパターンは互いにほぼ相補的である。
【0055】
したがって、基板１０１および１１１が上下に配置される場合、溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂは少なくとも部分的に互いに嵌合し、それにより接触界面Ｉ１０１－１１１の平面（Ｏｘｙ）において、溝の軸（Ｏｘ）に直交する軸（Ｏｙ）に平行な第１の係止軸Ｂ１に沿った、２つの板１０１および１１１の互いに対する摺動に対して障害物を形成することが可能になる。この障害物は、接触界面Ｉ１０１－１１１に接着剤を配置せずに得られるため、特に生態学的、機械的、および工業的な観点から接着剤の欠点を回避する。さらに、これらの溝付きパターンは、特に自動化アセンブリで、板を一体に嵌合するための基準として機能することができる。
【0056】
この例では、溝付きパターンの断面は三角形であるが、溝付きパターンの他の形状、特に断面が三角形でない形状も可能である。例えば、正方形、長方形または半円形の断面が設けられていてもよい。
【0057】
溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂが互いに少なくとも部分的に嵌合した状態にとどまるために、接触界面で板を互いに保持するための少なくとも１つの保持システムが提供される。図３および図４の例では、保持システムは、以下により詳細に説明される金属製ねじ付きロッドの形態である、接触界面Ｉ１０１－１１１に分配される２つの部材３０．１および３０．２を備える。したがって、保持システムは、建築要素１０に存在する接着剤量をやはり回避し、または少なくとも制限するために、接着剤を一切含まない。この保持システムは、接触界面Ｉ１０１－１１１の平面（Ｏｘｙ）に直交する軸（Ｏｚ）に沿った、板１０１および１１１の互いに対する保持を提供する。金属製ねじ付きロッドには、木材内の貫通速度および引き抜きに対する抵抗を含む、いくつかの利点がある。したがって、保持がより簡単に提供され、信頼性を高め、木材が割れるリスクを最小限に抑えることができる。
【0058】
【0059】
【0060】
図６において、板１１１の面１１１Ｂには、第１に、軸（Ｏｘ）に沿って、板の長手方向範囲の全体にわたって配置された平行な溝の形態の溝付きパターンＲ１１１Ｂ’’が設けられており、第２に、軸（Ｏｙ）に沿って、すなわち溝Ｒ１１１Ｂ’’に直交して、板１１１の横断方向および長手方向範囲の一部分のみにわたって配置された平行な溝の形態の補助的な溝パターンＲ１１１Ｂ’が設けられていることが見て取れる。反対に、板１０１の面１０１Ａには、第１に、軸（Ｏｘ）に沿って、板１０１の長手方向範囲の一部分のみにわたって配置された平行な溝の形態の溝付きパターンＲ１０１Ａ’が設けられており、第２に、軸（Ｏｙ）に沿って、すなわち溝Ｒ１０１Ａ’に直交して、板の長手方向範囲の全体にわたって配置された平行な溝の形態の補助的な溝パターンＲ１０１Ａ’’が設けられていることが見て取れる。
【0061】
この構成では、溝付きパターンＲ１０１Ａ’、Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’、Ｒ１１１Ｂ’’は、接触界面Ｉ１０１－１１１の平面（Ｏｘｙ）に位置する、平行でない２つの係止軸Ｂ１およびＢ２に沿って第１の板および第２の板の互いに対する摺動に対して障害物を形成するように配置され、第１の係止軸Ｂ１は軸（Ｏｘ）に平行で、溝Ｒ１１１Ａ’およびＲ１１１Ｂ’’に直交し、第２の係止軸Ｂ２は軸（Ｏｙ）に平行で、溝Ｒ１１１Ａ’’およびＲ１１１Ｂ’に直交する。したがって、板１０１および１１１の互いに対する摺動に対して障害物が、接着剤を必要とせずに、接触界面Ｉ１０１－１１１の平面全体で、得られる。
【0062】
この構成では、溝付きパターンＲ１０１Ａ’、Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’、およびＲ１１１Ｂ’’を含む接触界面Ｉ１０１－１１１の部分は、スパイクＰ１０１ＡおよびＰ１１１Ｂの形態であり、その端部は、状況に応じて、特に生産状況に応じて、尖っていても、または尖っていなくてもよい。図６では、これらのスパイクがとげのマトリックスを形成しており、その形状は、ほぼ四辺形の底部、特に正方形の底部を有するピラミッドの形状であることが観察され得る。この形のとげは、機械加工が簡単である。特に溝の軸が直交していない場合には、他の形態のパターン、例えば、三角形の底部、または平行四辺形の底部を想定することができることが理解されよう。
【0063】
図５では、すべて金属製ねじ付きロッドの形態の４つの部材３０．１、３０．２、３０．３、および３０．４を含む保持システムによって、板が軸（Ｏｚ）に沿って一体に保持されていることが見られる。それにもかかわらず、これらの部材の異なる数および分配が想定され得る。
【0064】
板１０１および１１１の係止を保証するために、溝付きパターンＲ１０１Ａ’、Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’’およびＲ１１１Ｂ’’が接触界面Ｉ１０１－１１１の少なくとも一部に配置されることで十分であることが理解されよう。それにもかかわらず、機械的観点から、接触界面Ｉ１０１－１１１全体にわたって、面に溝付きパターンが設けられている場合、板の係止はさらに一層良くなるであろう。さらに、工業的観点から、溝付きパターンは、面１０１Ａおよび１１１Ｂの機械加工によって生成され得る。この場合、機械加工は、板の一部のみよりも、板の全長にわたってより簡単に、手際よく、迅速に実行され得る。
【0065】
上記の実施例では、板１０１および１１１は互いに直交しており、係止軸Ｂ１およびＢ２自体が直交している。板１０１および１１１が直交しておらず、例えば約４５°の角度だけ互いに対して傾斜している他の実施例も提供され得る。本発明は、より一般的には、２つの構造板の間の任意の可能な傾斜を網羅する。
【0066】
板１０１および１１１の溝付きパターン間の機械的結合を強化するために、これらは広葉樹の木材から形成される。このタイプの木材は密度が高いため、溝付きパターンは小さい寸法になり、したがって潜在的に脆弱になるが、機械的力の影響下でより強く、引き離されにくくなる。さらに、アセンブリの強度が改良されたため、本発明は、断面積が小さく品質の低い広葉樹の木材を使用することを可能にし、それによって原材料を購入する場合に節約を可能にするばかりでなく、この木材は通常、エネルギーを生成するために燃焼させる目的で再利用できる。
【0067】
本発明によれば、部材３０．１から３０．４によって一体に保持される前に、溝付きパターンＲ１０１Ａ’、Ｒ１０１Ａ’’、Ｒ１１１Ｂ’、およびＲ１１１Ｂ’’は最初に互いに押し付けられる。この事前の押し付けは、当業者の能力の範囲内の様々な手段によって、例えば最上段の板に重量を加えることによって提供され得る。溝付きパターンを備えた板の特定の状況では、これにより、部材を適用する前に溝付きパターンをより正確に互いに嵌合させることができ、アセンブリの精度が向上する。この事前の押し付けにより、力の伝達およびアセンブリの機械的強度もまた向上する。板のこの加圧を達成するための適切な圧力は、７５ｋＰａを超える可能性がある。一例として、１２センチメートル×１２センチメートルの正方形の接触界面では、７５ｋＰａの圧力は、この接触界面に約１１０キログラムの質量を加えることになる。
【0068】
この圧力が増加する場合、特に、例えば約１５０ｋＰａであってもよい閾値を超える場合、溝付きパターンがわずかに変形する可能性がある。この変形により、溝付きパターンの互いの接触と協働が促進され、それに応じて板間の力の伝達が向上する。１２センチメートル×１２センチメートルの正方形の接触界面では、１５０ｋＰａの圧力は、この接触界面に約２２０キログラムの質量を加えることになる。
【0069】
図７および図８は、３つの重畳された層を一体に保持することが課題である場合の部材の配置の詳細を示す。課題の３つの板は、符号１０１、１１１、および１２１で示され、対で重畳されており、すなわち、板１０１および１１１は接触界面Ｉ１０１－１１１で重畳され、板１１１および１２１は接触界面Ｉ１１１－１２１で重畳されている。この配置は、前述の実施形態と組み合わせることができる。特に、より多くの層および重畳板に適合され得る。
【0070】
図７では、保持システムは、接触界面Ｉ１０１－１１１で板１０１および１１１を貫通する第１の部材のセット、またはねじ付きロッド３０．１および３０．２と、接触界面Ｉ１１１－１２１で板１１１および１２１を貫通する第２の部材のセット、またはねじ付きロッド３０．５および３０．６とを備える。このようにして、２セットの部材が中間板１１１を貫通し、これにより板の一体のアセンブリおよび保持の連続性が保証される。したがって、板１１１が二重に貫通されるために、各部材３０．１（および３０．２）は、２つの接触界面の平面（Ｏｘｙ）において各部材３０．５（および３０．５）に対してオフセットされる。
【0071】
この構成により、単一の部材（例えば部材３０．１）がすべての基板１０１、１１１および１２１を貫通することを回避することが可能になる。３層を含む構成でこのことがやはり可能であるならば、例えば７層または８層を含む構成を貫通するために同じねじ付きロッドを使用するには、より長いロッドおよびより太いロッドが必要になり、したがって板の組み立てがより高価になり、精度が低くなることが理解されよう。一方、部材がこのようにオフセットされていると、これらを短くすることができ、多数の部材は溝付きパターンとの相互作用が局所的に増加し、その結果、力の伝達が向上する。
【0072】
図８では、建築要素１０は、３つよりも多い数の層を備える。次に、その上方に位置する層の板によって板１２１を保持するために、追加の部材３０．９および３０．１０（ならびに図示されていない他の２つの部材）が貫通される。見て分かるように、部材３０．１（および３０．２）は、それぞれ各部材３０．９（および３０．１０）と位置合わせ（整列）される。
【0073】
図７および図８に示されている部材は、２つの層、したがって２つの板を貫通することを目的とする。この場合、各長さＬ３０は、それらが貫通し、一体に保持される２つの板Ｅ１０１およびＥ１１１（図１２に示す）の合計の厚さに略等しい。これは、板の厚さ全体にわたって部材の貫通を可能にする効果があり、機能する材料の割合が増加し、実際に木材内の部材の引き離しに対する抵抗が向上する。
【0074】
代わりに、これらの部材がより多くの層および板を貫通するように準備することも可能である。この場合、本発明によれば、少なくとも１つの第１の部材が層の第１の部分を貫通し、第２の部材が層の第２の部分を貫通し、層の第１の部分および第２の部分が少なくとも１つの共通の層を有し、第１の部材および第２の部材は少なくともわずかにオフセットされていることも好ましい。
【0075】
図９は、複数の構造板の間の接触界面上の保持システムの様々な部材の分配の例を示している。
【0076】
この構成では、建築要素１０は、少なくとも３つの重畳された層によって形成され、その板１０１および１１１が見られる（分かりやすくするために板１２１は図示されていない）。保持システム３０には、４つの部材３０．１、３０．２、３０．３および３０．４の第１のセットと、４つの部材３０．５、３０．６、３０．７および３０．８の第２のセットとを含む複数の部材のセットが設けられている。４つの部材３０．１から３０．４は、接触界面Ｉ１０１－１１１で板１０１および１１１を互いに保持するために設けられている。４つの部材３０．５から３０．８は、接触界面Ｉ１１１－１２１で板１１１および１２１（図示せず）を互いに保持するために設けられている。したがって、この構成は、４つの部材による２つの板の保持する仕組み（図５に示す）と、いくつかの板のみを一体に保持する部材を提供する仕組み（図７および８に示す）とを繰り返す。したがって、部材３０．１から３０．８は、金属製ねじ付きロッドの形態である。図９からわかるように、第１のセットの部材および第２のセットの部材はわずかにオフセットされて、これらの部材は、障害物を形成せずに、共通の板、この場合は板１１１を貫通することができる。
【0077】
最適な保持を実現するために、各接触界面について、同じセットの４つの部材が接触界面の縁部近傍に分配され、同時に木材の割れを回避するために、縁部から離すことが順守される。したがって、図９に示す部材３０．１から３０．４を、１．５から４センチメートルの間にある、界面Ｉ１０１－１１１（図１２に示す）の縁部からの距離Ｄ１０－３０に配置することが好ましい。
【0078】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、接触界面での保持システムの位置をより正確に示す。見て分かるように、溝付きパターンはとげＰのセットを形成している。そこに図示される部材３０．１は、溝ＲＴ１２、ＲＴ３４、ＲＬ１４およびＲＬ２３の交点で、符号Ｃ１２３４で示される、溝付きパターンの窪みに位置している。この場合、部材３０．１のロッド３１．１の直径は、接触界面Ｉ１０１－１１１上の部材３０．１の範囲が４つのパターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４に制限される。したがって、部材３０．１は、各軸の２つの溝付きパターン、すなわち軸（Ｏｘ）のパターンＲＬ２３およびＲＬ１４、ならびに軸（Ｏｙ）のパターンＲＴ１２およびＲＴ３４のみを覆う。したがって、それはわずか４つの溝付きパターンを覆う。
【0079】
【0080】
長さＬ３０の部材３０．１は、略円筒形または略円柱形の金属製ねじ付きロッド３１を備える。このロッドは、その両端に頭部３２およびスパイク３３を備える。頭部３２は、直径の異なる２つのサブパーツ３２’および３２’’によって形成されている。頂部３２’には、ねじ工具と相補的な凹部が設けられている。ロッド３１には、ねじ山が設けられており、このねじ山は一条ねじ山でも二条ねじ山でもよい。
【0081】
図１１Ａの構成では、ロッド３１のねじ山は、交互配置され、異なる直径を有する２つのねじ山３４’および３４’’を備える。このねじ山の利点は、ねじ山の性能がそのピッチおよび直径に依存するという事実に関連する。ねじ山のピッチが大きいほど、ロッドが木材を素早く貫通する。ねじ山の直径が大きいほど、木材をよりせん断する。直径が異なる２つの交互配置されたねじ山の構成により、２つの異なるせん断面での木材の局所的な機能が保証され、アセンブリの機械的強度が向上し、ねじの貫通時間が短縮される。
【0082】
それにもかかわらず、特に広葉樹の木材から作製された板の場合、ねじ山が十分に狭い状態に維持されることは重要である。したがって、ねじ山の最大直径とロッドの直径との比は、１．５から１．７の間であることが好ましい。
【0083】
本発明はまた、上述のような建築要素１０を製造する方法を提案する。この方法は、各接触界面上に溝付きパターンがすでに設けられている構造板から開始することを含む。あるいは、これらの板に溝付きパターンを設けるために、例えばそれらの面を重畳する目的で機械加工することにより準備することができる。
【0084】
本発明によれば、溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂが既に設けられている基板１０１および１１１は、これらの溝付きパターンが接触界面Ｉ１０１－１１１で互いに接触するように重畳される。これに関して、溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂの相補的な形状を利用して、少なくとも部分的に互いに嵌合するまでそれらを一体にすることができ、これにより、この重畳ステップを高精度で実行することが可能になる。
【0085】
続いて、基板１０１および１１１は、接触界面Ｉ１０１－１１１で、圧力が掛けられ、すなわち、互いに押し付けられる。したがって、溝付きパターンＲ１０１ＡおよびＲ１１１Ｂは、実際に一体に保持される前に予めプレスされる。この加圧ステップは、当業者の能力の範囲内の様々な手段によって、例えば最上段の板上に重量を加えることによって行うことができる。すでに上述した、適切な圧力は７５ｋＰａを超え得る。圧力レベルに応じて、溝付きパターンは一体に嵌合され（ほとんどの場合、単純な重畳によっては不可である）、または押しつぶされてわずかに変形されることさえあるが、それによって、そのように重畳された板の間の伝達力およびアセンブリの機械的強度が向上する。
【0086】
最後に、そのように重畳されて圧力を受ける基板１０１および１１１は、本発明による保持システム３０、特に、接触界面Ｉ１０１－１１１に配置され、板の厚さを貫通する１つまたは複数のねじ付き金属製ロッドによって互いに保持され得る。そして、板は、高い位置精度だけでなく、板の間で力のより良い伝達を有して、互いに保持される。
【0087】
この方法は、同じ建築要素１０のすべての板およびすべての層を組み立てるために繰り返され、それにより完全な製造を可能にすることができる。
【0088】
当然、本発明は、説明および図示された実施例および実施形態に限定されず、当業者がアクセス可能な多数の変形形態が可能である。特に、上記で説明したコネクタのさまざまな形態、ならびに本発明の説明を読む当業者の能力の範囲内の他の形態は、それぞれの利点および建築システムの特定の要件に従って、同じ構造システム内で組み合わせることができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】